Question

SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NO_x），其流程如下：

（1）反应2NO+2CO?2CO₂+N₂能够自发进行，则该反应的△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
（2）SNCR-SCR流程中发生的主要反应有：
4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
反应N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）NO和NH₃在Ag₂O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图1．

①由图1可以看出，脱硝工艺流程应在

 

（填“有氧”或“无氧”）条件下进行．
②随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是

 

．
（4）NO₂也可用尿素[CO（NH₂）₂]还原，写出尿素与NO₂反应的化学方程式：

 

．
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图2．  该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为

 

．若生成1molY，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为

 

L．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,焓变和熵变

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）依据反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，结合反应特征分析；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
（3）①从图上可知，有氧情况下，NO转化率高；
②反应4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1是放热反应，升温平衡逆向移动，温度升高时还会发生氨气的催化氧化；
（4）据原子守恒和电子守恒书写；
（5）氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应，电极Ⅰ上发生还原反应，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，据电子守恒求需要氧气的体积．

解答： 解：（1）反应2NO+2CO?2CO₂+N₂能够自发进行，△H-T△S＜0，依据反应熵变△S＜0可知，则该反应的△H＜0，故答案为：＜；
（2）①4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
②6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
③6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
依据盖斯定律①-②得到N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+179.8kJ?mol^-1；
故答案为：+179.8；
（3）①从图上可知，有氧情况下，NO转化率高，故答案为：有氧；
②反应4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1是放热反应，升温平衡逆向移动，温度升高时还会发生氨气的催化氧化，
故答案为：温度升高，发生了副反应：4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O或者温度升高，NO_x和NH₃反应的化学平衡向逆反应方向移动；
（4）据原子守恒和电子守恒，可以写为：4CO（NH₂）₂+6NO₂═7N₂+4CO₂+8H₂O，故答案为：4CO（NH₂）₂+6NO₂═7N₂+4CO₂+8H₂O；
（5）氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应，电极Ⅰ上发生还原反应，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，电极Ⅰ上的电极反应式为：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，生成1molN₂O₅，失去1mol电子，得到1mol电子需要0.25mol氧气，0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；5.6．

点评：本题考查了化学平衡的移动、氧化还原反应方程式的书写、电极反应式书写、热化学方程式的书写方法及电子守恒的应用等知识，题目难度中等．